The invention discloses a downhole tool for automatic vertical drilling using cam four bar mechanism in the field of oil drilling, which transforms the rotation motion into axial motion, and then transforms the axial motion into radial motion. During the drilling process, when the well deviation occurs, the heavy side of the heavy sleeve is passed through the shaft under the gravity action. The bearing a and bearing C automatically rotate to the low edge of the well, driving the connecting rod seat to rotate, so that the connecting rod a and the connecting rod B are always located at the high edge of the well. The upper joint drives the center tube to rotate, and the roller seat moves along with the center tube to make the cam move up and down, thus driving the connecting rod a and the connecting rod B to the well wall continuously, producing a periodic reaction force. To correct the deviation, achieve normal drilling and improve drilling efficiency. The downhole tool using the cam four bar mechanism to realize automatic vertical drilling can effectively correct the well deviation and ensure the accuracy of vertical drilling, thus improving the drilling efficiency and the hole quality and saving the production cost.
【技术实现步骤摘要】
利用凸轮四杆机构实现自动垂直钻井的井下工具
本专利技术属于石油天然气钻探工程领域一种新型井下钻井工具,尤其涉及一种利用凸轮四杆机构实现自动垂直钻井的井下工具。
技术介绍
随着石油天然气开发程度的增加,开采难度也不断加大,钻井工程面临的地质环境与钻井工艺也越来越复杂。地层环境差异对井下钻井工具的使用提出了新的要求,提高井下工具的使用寿命,提高钻井效率,节约钻井成本也是节能环保新形势下的必然趋势。在竖直井钻进过程中,由于钻进地层的复杂性和钻探机械及工艺等原因,钻井弯曲几乎不可避免,从而对钻井作业产生影响,降低钻井效率,增加钻井成本,直井防斜就是一个普遍存在、非常突出的问题。垂直钻井工具主要应用于石油天然气钻井工程。由于常规直井防斜纠斜技术适用范围有限,已不能满足如高陡构造、深井等复杂情况下钻井的需要,而且人们也逐渐认识到,钻直井不是低成本及简单的钻井作业,迫切需要发展新的防斜技术。新的防斜技术应不但能防斜,而且能打快,将优质和高效有效地统一起来。目前常规直井防斜主要是用满眼组合“重压快钻”,以满保直,纠斜使用钟摆组合“轻压吊打”,以慢纠斜,其缺陷是:仅仅依靠钻具自身的钟摆力产生的纠斜力十分有限,并且以牺牲钻速来提高钻井质量,这种方法很难达到既快又省地钻出高垂直度井壁的目标,用牺牲钻压和高成本来换取小井斜,用牺牲钻速来换取井身质量,与经济效益不符。
技术实现思路
为解决
技术介绍
中所述的在竖直井钻井作业过程中由于地层因素及技术原因造成的井斜情况,从而导致钻井效率低下、钻井成本高、钻井周期过长的问题,本专利技术提供了一种利用凸轮四杆机构实现自动垂直钻井的井下工具。本专利 ...
【技术保护点】
1.利用凸轮四杆机构实现自动垂直钻井的井下工具,由上接头(1)、中心管(2)、密封环(3)、轴承a(4)、偏重套管(5)、滚轮座(6)、滚轮(7)、螺钉a(8)、凸轮(9)、凸轮盖外环(10)、螺钉b(11)、凸轮盖内环(12)、弹簧(13)、弹簧座(14)、螺钉c(15)、螺钉d(16)、连杆座(17)、球铰(18)、连杆a(19)、滚筒(20)、圆柱销(21)、铰链销(22)、连杆b(23)、轴承b(24)、套筒(25)、轴承c(26)和下接头(27)组成,其特征在于:所述滚轮(7)通过螺钉a(8)安装在滚轮座(6)上,球铰(18)通过凸轮盖外环(10)、螺钉b(11)以及凸轮盖内环(12)安装于凸轮(9)底部,连杆座(17)固定在轴承b(24)外侧;从上到下依次将滚轮座(6)、凸轮(9)、弹簧(13)、弹簧座(14)、轴承b(24)和套筒(25)安装在中心管(2)上,滚轮座(6)依靠螺纹固定于中心管(2)上,弹簧座(14)依靠螺钉d(16)固定于中心管(2)上;将滚筒(20)通过圆柱销(21)安装在连杆b(23)右端,利用铰链销(22)将连杆a(19)与连杆b(23)相连,再将连 ...
【技术特征摘要】
1.利用凸轮四杆机构实现自动垂直钻井的井下工具,由上接头(1)、中心管(2)、密封环(3)、轴承a(4)、偏重套管(5)、滚轮座(6)、滚轮(7)、螺钉a(8)、凸轮(9)、凸轮盖外环(10)、螺钉b(11)、凸轮盖内环(12)、弹簧(13)、弹簧座(14)、螺钉c(15)、螺钉d(16)、连杆座(17)、球铰(18)、连杆a(19)、滚筒(20)、圆柱销(21)、铰链销(22)、连杆b(23)、轴承b(24)、套筒(25)、轴承c(26)和下接头(27)组成,其特征在于:所述滚轮(7)通过螺钉a(8)安装在滚轮座(6)上,球铰(18)通过凸轮盖外环(10)、螺钉b(11)以及凸轮盖内环(12)安装于凸轮(9)底部,连杆座(17)固定在轴承b(24)外侧;从上到下依次将滚轮座(6)、凸轮(9)、弹簧(13)、弹簧座(14)、轴承b(24)和套筒(25)安装在中心管(2)上,滚轮座(6)依靠螺纹固定于中心管(2)上,弹簧座(14)依靠螺钉d(16)固定于中心管(2)上;将滚筒(20)通过圆柱销(21)安装在连杆b(23)右端,利用铰链销(22)将连杆a(19)与连杆b(23)相连,再将连杆a(19)与球铰(18)下端连接,连杆b(23)与连杆底座(17)连接;预先将密封环(3)安装到偏重套管(5)上,利用轴承a(4)和轴承c(26)将偏重套管(5)固定在中心管(2)外侧,偏重套管(5)可绕中心管(2)自由转动,连杆座(17)通过螺钉c(15)固定在偏重套管(5)上;中心管(2)上端与上接头(1)螺纹连接,下端与下接头(27)螺纹连接;钻进过程中,当井斜发生时,...
【专利技术属性】
技术研发人员:田家林,黎根银,杨琳,何虹志,周思奇,周仪,熊洁,
申请(专利权)人:西南石油大学,
类型:发明
国别省市:四川,51
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